Два телескопа прибыли из Гарварда и Питтсбурга, после чего они были помещены под деревянный купол, сделанный по проекту Уильяма Пикеринга. 28 мая в Флагстафф приехал и сам Персиваль Лоуэлл. Астрономы приступили к наблюдениям.
1 июня Лоуэлл сделал первую запись о своих впечатлениях, в которой употребил слово «пустыня». Первый канал он разглядел 7 июня – то был канал, называемый Лета (Lethes). Молодой любитель торжествовал: ему удалось опередить профессионалов.
Он провел у телескопа месяц, после чего вернулся в Бостон. Наблюдения продолжили Уильям Пикеринг и Эллиот Дуглас. Пикеринг попытался измерить степень поляризации света, отражаемого темными областями Марса, но был разочарован: отраженный свет не был поляризован. В то же время Дуглас подтвердил наблюдения 1892 года: «каналы» пересекают «моря». И так и этак получалось, что морей на Марсе нет.
Проблему попытался решить сам Лоуэлл. Он доказывал, что планета Марс является пустыней, а круговорот воды на ней поддерживается искусственно. Продолжая в течение многих лет наблюдать Марс, бывший дипломат нанес на карту свыше шестисот (!) каналов. «Чем лучше удавалось разглядеть планету, – писал он, – тем явственнее выступала эта замечательная сеть. Точно вуаль покрывает всю поверхность Марса. <…> По-видимому, ни одна часть планеты не свободна от этой сети. Линии обрываются, упираясь в полярные пятна. Они имеют форму в такой мере геометрически правильную, что внушают мысль об искусственном происхождении их…»
Выяснилось, что некоторые из каналов свободно проходят по марсианским «морям», причем, переходя с «материка» на «море», они не меняют своего направления. В местах пересечения каналов Лоуэлл обнаружил круглые зеленоватые пятна, названные им «оазисами», – в некоторые из «оазисов» сходилось до семнадцати каналов. Разглядеть и зафиксировать удалось сто восемьдесят шесть «оазисов».
Однако самым удивительным из открытий Лоуэлла стало другое. Если Скиапарелли отмечал, что видимость каналов Марса в разные сезоны различна, то американцу удалось обнаружить закономерность в изменениях каналов. Для этого пришлось сделать и сравнить более 11 000 (!) зарисовок Марса. В ходе этой работы выяснилось, что каналы видны не всегда. С наступлением зимы в одном из полушарий Марса они блекнут настолько, что заметить их не удается. Зато в другом полушарии, где лето в разгаре, каналы видны отчетливо. Но, допустим, пришло время, и в том полушарии Марса, где царила зимняя стужа, наступает весна. Полярная шапка начинает быстро таять, уменьшаясь в размерах. И тогда появляются каналы, прилегающие к тающей полярной шапке планеты. Затем – будто бы темная волна расползается по планете от полюсов к экватору Марса. В этот период становятся видимыми все каналы, расположенные в экваториальном поясе Марса, включая множество «двойных». Проходит половина марсианского года, и все явления повторяются в обратном порядке. Теперь начинает таять другая полярная шапка Марса, и от нее к экватору с той же средней скоростью (около 3–4 км/ч) расползается по каналам загадочная темная волна.
